CN115123228A - 平滑自动车道变换(alc)操作的系统和方法 - Google Patents

平滑自动车道变换(alc)操作的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115123228A
CN115123228A CN202111536869.4A CN202111536869A CN115123228A CN 115123228 A CN115123228 A CN 115123228A CN 202111536869 A CN202111536869 A CN 202111536869A CN 115123228 A CN115123228 A CN 115123228A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alc
receiving
signal
ready
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111536869.4A
Other languages
English (en)
Inventor
R.扎林哈拉姆
M.沙里亚里
A.塔赫马尔
P.A.亚当
N.P.库马拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN115123228A publication Critical patent/CN115123228A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B62D15/0255—Automatic changing of lane, e.g. for passing another vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18163—Lane change; Overtaking manoeuvres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/28—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor characterised by the type of the output information, e.g. video entertainment or vehicle dynamics information; characterised by the purpose of the output information, e.g. for attracting the attention of the driver
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/16—Type of output information
    • B60K2360/178—Warnings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

用于平滑自动车道变换(ALC)操作的系统和方法。任务规划器在收到ALC的请求后，向一个横向控制发送一个ALC平视信号。任务规划器随后开始信任建立的操作，持续一段预编程的时间，并等待来自横向控制的ALC就绪信号。当收到ALC平视信号时，横向控制计算就绪指数RALC，作为请求ALC、当前轨迹和车道居中控制路径的函数。当RALC小于或等于就绪阈值Rt时，横向控制发送ALC就绪信号。当RALC大于Rt时，横向控制产生转向校正，并应用转向校正来减小RALC，从而稳定车辆并发送ALC就绪信号。一旦接收到ALC就绪信号，就执行ALC操作。

Description

平滑自动车道变换(ALC)操作的系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及对移动平台中的操作的自动控制，并且更具体地涉及用于移动平台中的平滑自动车道变换(ALC)操作的系统和方法。
背景技术
自动车道变换(ALC)请求可以发生在无人驾驶移动平台或具有驾驶员的移动平台中。根据发出ALC请求时移动平台的初始条件和轨迹，可能会出现各种技术问题，因为移动平台的响应可能会有所不同。在某些情况下，ALC可能会立即脱离接合。在其他情况下，显示ALC正在接合/分离的驾驶员警报可能闪烁并造成麻烦，并且在其他情况下，响应于ALC请求执行ALC可能会让乘客不舒服。
除了解决相关问题之外，以下公开提供了这些技术问题的技术解决方案。此外，结合附图和前面的背景技术，从随后的详细描述和所附权利要求中，系统和方法的其他期望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
提供了一种用于在车辆上实现的自动车道变换(ALC)操作的系统。该系统包括：任务规划器模块，其被配置为：接收ALC请求；响应于ALC请求，发送包括所请求的ALC的ALC平视信号；响应于ALC请求，在预编程的持续时间内执行信任建立操作；并在信任建立操作完成后，根据信任建立操作的结果确定ALC是否合理；以及横向控制模块，其可操作地耦合到任务规划器模块，并被配置为：接收包括所请求的ALC的ALC平视信号；响应ALC平视信号计算就绪指数RALC，RALC是ALC请求、当前轨迹和车道居中控制状态的函数；将RALC与预定义的就绪阈值Rt进行比较；当RALC小于或等于Rt时，发送ALC就绪信号；当RALC大于Rt时，执行稳定操作；任务规划器模块还被配置为接收ALC就绪信号，并且响应于接收ALC就绪信号，当ALC是合理的，生成执行ALC的命令。
在一个实施例中，任务规划器模块还被配置为：当ALC被证明是合理的时，响应于接收ALC就绪信号，生成命令以警告ALC的驾驶员。
在一个实施例中，任务规划器模块还被配置成：从摄像机系统和传感器接收关于附近道路参与者的数据；从地图系统接收地图数据；接收车辆的导航系统数据；并且在确定预期车道仍然可用并且所有被识别的道路参与者都在一致驾驶时，确定ALC是合理的。
在一个实施例中，任务规划器模块还被配置成：从摄像机系统和传感器接收关于附近道路参与者的数据；从摄像机系统和传感器接收关于路面的数据；从地图系统接收地图数据；接收车辆的导航系统数据；并且在确定预期车道仍然可用、所有识别的道路参与者都在一致驾驶并且路面没有显著变化的基础上，确定ALC是合理的。
在一个实施例中，任务规划器模块还被配置成：在确定预期车道不再可用或者道路参与者没有一致驾驶时，确定ALC不合理；并撤回ALC平视信号。
根据权利要求4所述的系统，其中，所述任务规划器模块还被配置为：在确定预期车道不再可用、道路参与者没有一致驾驶或者路面已经以显著方式改变时，确定所述ALC不合理；并撤回ALC平视信号。
在一个实施例中，横向控制模块还被配置成：计算在启动ALC之前减小RALC所需的转向校正δAP，该转向校正是当前轨迹和车辆速度的函数；并且其中执行稳定操作包括计算转向校正。
在一个实施例中，执行稳定操作还包括应用转向校正δAP，以在ALC启动之前稳定车辆。
在一个实施例中，应用转向校正δAP包括应用以相应时间增量进行的一系列增量调整。
还提供了一种用于在车辆上实现的自动车道变换(ALC)操作的方法。该方法包括：在包括用编程指令编程的处理器的任务规划器模块处，执行以下操作：接收ALC请求；响应于ALC请求，发送包括所请求的ALC的ALC平视信号；响应于ALC请求，在预编程的持续时间内执行信任建立操作；以及根据信任建立操作的结果确定ALC是否是合理的；在可操作地耦合到任务规划器模块的横向控制模块处，执行以下操作：接收包括所请求的ALC的ALC平视信号；响应ALC平视信号计算就绪指数RALC，RALC是ALC请求、当前轨迹和车道居中控制的函数；将RALC与预定义的就绪阈值Rt进行比较；当RALC小于或等于Rt时，发送ALC就绪信号；并且当RALC大于Rt时，执行稳定操作；所述方法还包括，在任务规划器模块处，接收ALC就绪信号，并且响应于接收ALC就绪信号，当ALC被证明是合理时，生成执行ALC的命令。
在一个实施例中，在任务规划器模块处：响应于接收ALC就绪信号，当ALC是合理时，生成命令以警告ALC的驾驶员。
在一个实施例中，在任务规划器模块：从摄像机系统和传感器接收关于附近道路参与者的数据；从地图系统接收地图数据；接收车辆的导航系统数据；以及在确定预期车道仍然可用并且所有识别的道路参与者都在一致驾驶的基础上，确定ALC是合理的。
在一个实施例中，在任务规划器模块：从摄像机系统和传感器接收关于附近道路参与者的数据；从摄像机系统和传感器接收关于路面的数据；从地图系统接收地图数据；接收车辆的导航系统数据；并且在确定预期车道仍然存在、所有识别的道路参与者都在一致驾驶并且路面没有显著变化的基础上，确定ALC是合理的。
在一个实施例中，在任务规划器模块处：在确定预期车道不再可用或者道路参与者不一致地驾驶时，确定ALC不合理；并撤回ALC平视信号。
在一个实施例中，在任务规划器模块处：在确定预期车道不再可用、道路参与者不一致地驾驶或者路面已经以显著方式改变时，确定ALC不合理；并撤回ALC平视信号。
在一个实施例中，在横向控制模块处：计算在启动ALC之前减小RALC所需的转向校正δAP，该转向校正是当前轨迹和车辆速度的函数；并且其中执行稳定操作包括计算转向校正。
在一个实施例中，执行稳定操作还包括应用转向校正δAP，以在ALC启动之前稳定车辆。
在一个实施例中，其中应用转向校正δAP包括应用以相应时间增量进行的一系列增量调整。
还提供了一种用于在车辆上实现的自动车道变换(ALC)操作的系统。该系统包括：中央平台控制器，其被配置为：从用户界面接收输入；从摄像机系统和传感器接收关于附近道路参与者的数据；从地图系统接收地图数据；接收车辆的导航系统数据；审查初始ALC请求，从而基于初始ALC请求生成ALC请求；响应于ALC请求，发送包括所请求的ALC的ALC平视信号；响应于ALC请求，在预编程的持续时间内执行信任建立操作；并且在信任建立操作完成后，在确定预期车道仍然可用、所有识别的道路参与者都在一致驾驶并且路面没有显著变化的情况下，确定ALC是合理的；驱动系统，可操作地耦合到中央平台控制器，并且被配置为：接收包括所请求的ALC的ALC平视信号；响应ALC平视信号计算就绪指数RALC，RALC是请求的ALC、当前轨迹和车道居中控制的函数；将RALC与预定义的就绪阈值Rt进行比较；当RALC小于或等于Rt时，发送ALC就绪信号；当RALC大于Rt时，执行稳定操作；中央平台控制器还被配置为接收ALC就绪信号，并且响应于接收到ALC就绪信号，当ALC被证明是合理时，生成命令以执行ALC并生成命令以警告ALC的驾驶员。
在一个实施例中，驱动系统还被配置成计算在启动ALC之前减小RALC所需的转向校正δAP，该转向校正是当前轨迹和车辆速度的函数；并执行包括计算转向校正的稳定操作。
附图说明
下文将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出根据各种实施例的用于车辆上实现的平滑自动车道变换操作的系统的示意图；
图2是一个或多个应用模块的体系结构框图，这些应用模块可以在系统中运行用于平滑自动变道操作；和
图3-4提供了描述根据各种实施例的用于平滑移动平台中的自动变道操作的示例方法的过程流程图；和
图5-6是为了帮助理解这里使用的术语。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制应用和使用。此外，不打算受前面的技术领域、背景、概述或下面的详细描述中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。
这里可以根据功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤来描述本公开的实施例。应当理解，这种块组件可以由被配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路组件，例如存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。
如此处所使用的，术语“模块”可以指任何硬件、软件、固件、电子控制组件、处理逻辑和/或处理器设备，单独地或以任何组合的方式。在各种实施例中，模块是以下中的一个或多个：专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、电子电路、包括处理器(共享的、专用的或成组的)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器的计算机系统、组合逻辑电路和/或提供属于模块的功能的其他合适的组件。
为了简洁起见，与信号处理、数据传输、信令、控制、机器学习模型、雷达、激光雷达、图像分析以及系统的其他功能方面(以及系统的各个操作组件)相关的传统技术在此不再详细描述。此外，本文包含的各种附图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理耦合。应当注意，在本公开的实施例中可以存在许多替代的或附加的功能关系或物理连接。
如上所述，根据做出ALC请求时移动平台的初始条件和轨迹，可能会出现各种技术问题，因为移动平台的响应可能不同。在某些情况下，ALC可能会立即脱离接合。在其他情况下，显示ALC正在接合/分离的驾驶员警报可能闪烁并造成麻烦，并且在其他情况下，响应于ALC请求执行ALC可能会让乘客不舒服。
示例性实施例利用用于移动平台中的平滑自动变道操作的技术增强的系统和方法来提供对该问题的技术解决方案。所提供的实施例实现了协调任务规划器模块和横向控制模块之间的控制和反馈的算法。所提供的算法计算执行ALC的就绪指数，并且根据就绪指数的大小，在执行ALC之前执行稳定。
当使用这里描述的实施例时，依赖于ALC操作的应用和移动平台可以在ALC操作中体验到驾驶员警报的改进的一致性和改进的舒适性。结合以下附图更详细地描述了用于移动平台中的平滑自动变道操作的技术增强的系统和方法。
图1是描绘示例移动平台的功能框图。示例移动平台是车辆100，其能够将乘客从一个位置移动、牵引和运送到另一个位置。车辆100在所示实施例中被描绘为客车，但是也可以使用其他车辆类型，包括摩托车、出租车、车队、公共汽车、轿车、货车、卡车、运动型多功能车、其他汽车、娱乐车辆、机车和其他车辆。如通常所理解的，车辆100可以体现为车身、底盘和车轮20，每个车轮在车身的相应拐角附近可旋转地连接到底盘。车辆100被描绘为具有四个车轮20，但是在其他实施例中车轮20的数量可以变化。车辆100可以是自主的或半自主的。车辆100包括至少一个集体功能块，驱动系统106，其通常包括用于车辆操作的已知车辆系统，例如推进系统、传动系统、转向系统、车轮致动器和制动系统，并产生各种信号，包括车辆速度和车辆加速度。在各种实施例中，驱动系统106经由通信总线130可操作地耦合到一个或多个车载部件和系统。
外部源150包括在车辆100周围环境中的在车辆100外部的一个或多个其他移动平台(这里也称为“道路参与者”)。一种用于在移动平台中平滑自动变道操作的系统，通常显示为系统102，其包括ALC平滑电路104。在各种实施例中，如连接105所示，ALC平滑电路104经由通信总线130通信耦合到机载系统和组件。ALC平滑电路104可以通过连接105和通信总线130为各种机载系统和组件发送命令和控制。ALC平滑电路104可以经由车载摄像机系统118和传感器，和/或经由收发器112，从各种道路参与者获得信息并且获得关于各种道路参与者的信息。
回到车辆100，车辆100可以包括一个或多个其他组件和/或车载系统，每个组件和/或车载系统通常经由通信总线130与ALC平滑电路104通信。车载组件的非限制性示例包括驱动系统106、中央平台控制器108、用户界面114、收发器112、全球定位系统(GPS)116、摄像机系统118和传感器、地图系统110和导航系统120。下面将更详细地描述这些组件中的每一个的功能和操作。
在各种实施例中，中央平台控制器108可以接收和集成来自已知存在于上述车辆100中的各种模块和系统的通信。因此，在一些实施例中，由中央平台控制器108提供给ALC平滑电路104的输入可以包括或表示用户输入(包括ALC请求)、移动应用和系统输入、来自非车载通信的输入(例如，经由收发器112)、以及基于全球定位系统(GPS)116、导航系统120、地图绘制系统110、摄像机系统118和传感器以及驱动系统106的输入。
用户界面114可以为车辆100中的乘客提供触摸、语音/音频、光标、按钮按压和手势控制的任意组合。因此，用户界面114可以包括显示设备和音频设备，这在行业中是已知的。
收发器112可以被配置为实现车载组件和系统与各种外部源150(例如云服务器系统)之间的通信。因此，在各种实施例中，收发器112包括硬件和软件，以支持ALC平滑电路104和外部源(例如路由器、互联网、云、卫星、通信塔和地面站)之间的无线通信151的一个或多个通信协议(例如，WiFi和蓝牙)。
GPS 116是移动平台行业中众所周知的全球定位系统。全球定位系统116可以经由收发器112和各种外部源进行交互，以在任何给定时间提供关于车辆在三维空间中的位置的信息。
地图绘制系统110包括用于存储街道、环境特征等的最新高分辨率地图的数据库。
导航系统120可以获得并处理来自各种车载组件的信号，以确定当前位置、轨迹、速度、加速度等，以及与中央平台控制器108、全球定位系统116和地图绘制系统110协调，以规划未来的位置、轨迹、速度、加速度、转弯等。
摄像机系统118和传感器包括一个或多个摄像机和传感器，用于检测道路参与者和车辆周围特征的位置和移动。摄像机系统118可以包括安装在车辆上并且能够放大和缩小的一个或多个光学摄像机(例如，面向前方、360度、面向后方、面向侧面、立体声等)，热(例如红外)摄像机等。摄像机系统118可以包括前碰撞模块(FCM)、增强现实摄像机(ARC)等，或者是它们其中的一部分。在操作中，摄像机系统118中的摄像机和传感器感测光水平、亮度、边缘、对比度、光饱和度等，并将感测到的信息转换成可以设置在通信总线130上的数据。在一个实施例中，摄像机系统118包括对象识别软件。摄像机系统118中的传感器和传感器可以被配置为发送、接收和处理激光雷达、雷达或其他信号，以确定附近道路参与者的位置和移动。
在各种实施例中，如图1所示，ALC平滑电路104被实现为增强的计算机系统，其包括用于存储指令、算法和/或程序(例如车辆目标定位算法和多个预编程阈值和参数)的计算机可读存储设备或介质、存储器54、执行程序56的处理器50以及输入/输出接口(I/O)52。计算机可读存储设备或介质，存储器54，可以包括只读存储器、随机存取存储器和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储。KAM是持久或非易失性存储器，其可用于在处理器50断电时存储各种操作变量。存储器54可以使用多种已知存储设备中的任何一种来实现，例如PROMs(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROMs(电可擦PROM)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光或组合存储设备，其中一些表示处理器50在控制车辆100时使用的可执行指令。在各种实施例中，处理器50被配置成实现系统102。处理器50还可以利用存储器54来缓存数据、临时存储比较和分析的结果等。在方法的初始化或安装操作期间，存储器54中的信息可以被组织和/或从外部源导入；它也可以通过用户输入/输出接口编程。
输入/输出接口(I/O)52可以经由总线可操作地耦合到处理器50，并且允许电路内104通信以及电路外104通信。输入/输出接口52可以包括一个或多个有线和/或无线网络接口，并且可以使用任何合适的方法和装置来实现。在各种实施例中，输入/输出接口(I/O)52包括硬件和软件，以支持一个或多个通信协议，用于处理器50和外部源(例如卫星、云、通信塔和地面站)之间的无线通信。在各种实施例中，输入/输出接口(I/O)52支持与技术人员的通信，和/或用于直接连接到存储设备的一个或多个存储接口。
在系统102的操作期间，处理器50加载并执行体现为程序56的一个或多个算法、指令和规则，并且因此控制系统102的总体操作。在系统102的操作期间，处理器50可以从通信总线130或外部源(例如无线信号142和通信107)接收数据。在系统102的各种实施例中，ALC平滑电路104可以：根据算法执行归于系统102的操作；根据状态机器逻辑执行操作；并且根据可编程逻辑阵列中的逻辑执行操作。
虽然系统102的示例性实施例是在ALC平滑电路104实现为全功能增强计算机系统的背景下描述的，但是本领域技术人员将认识到，本公开的机制能够作为包括程序56和预定义参数的程序产品来分发。这种程序产品可以包括被组织为多个相互依赖的程序代码模块的指令排列，每个程序代码模块被配置成实现单独的过程和/或执行单独的算法操作，被安排成管理通过系统102的数据流。程序代码模块可以各自包括用于实现由系统102执行的过程的逻辑功能的可执行指令的有序列表。当由处理器(例如，处理器50)执行时，程序代码模块中的指令使得处理器接收和处理信号，并执行本文所述的逻辑、计算、方法和/或算法，用于自动和实时地执行车辆目标定位并生成相关命令。
一旦被开发，构成程序产品的程序代码模块可以使用一种或多种类型的非暂时性计算机可读信号承载介质被单独存储和分发，该非暂时性计算机可读信号承载介质可以用于存储和分发指令，例如非暂时性计算机可读介质。这种程序产品可以采取多种形式，并且无论用于执行分发的计算机可读信号承载介质的类型如何，本公开同样适用。信号承载介质的例子包括可记录介质，例如软盘、硬盘、存储卡和光盘，以及传输介质，例如数字和模拟通信链路。应当理解，在某些实施例中，基于云的存储和/或其他技术也可以用作存储器和基于时间查看许可请求的程序产品。
现在转向图2-4，并继续参考图1，描述了用于平滑自动变道操作的系统102(这里也简称为“系统”102)的各种方法步骤和相关联的示例性应用过程模块。图2是可以在系统102中操作的一个或多个应用模块的体系结构框图，并结合图3-4使用，示出了用于平滑自动车道变换操作的方法的步骤，通常示为方法300。
在图2的示例中，系统102通常在由任务规划器模块202执行的操作和由横向控制模块204执行的操作之间以共享通信207划分，在下面更详细地描述。在各种实施例中，任务规划模块202是中央平台控制器108的一部分，横向控制模块204是驱动系统106的一部分。在应用中，每个模块可以实现为一个或多个子模块，并且模块和子模块可以分布在各种机载系统和组件之中和之间。在各种实施例中，由任务规划模块202执行的操作和由横向控制模块204执行的操作可以体现对车辆100的一个或多个不同部件的程序代码增强，如图1所示。
为了说明的目的，方法300的以下描述可以参考上面结合图1-2提到的元素。在各种实施例中，方法300的部分可以由所描述的系统102的不同组件来执行。应当理解，方法300可以包括任何数量的附加或替代操作和任务，图3-4中所示的任务不需要以图示的顺序执行，并且方法300可以被结合到更全面的程序或方法中，例如乘坐共享应用，具有这里没有详细描述的附加功能。此外，如果预期的整体功能保持完整，则图3-4所示的一个或多个任务可以从方法300的实施例中省略。
在各种实施例中，应当理解，接收ALC请求模块205接收ALC请求(在302)，该请求表示可以从可用系统获得的作为初始ALC请求，然后被审查以生成本实施例的ALC请求。具体而言，ALC请求(在302)暗示中央平台控制器108已经首先获得初始ALC请求，例如，经由用户接口114或中央平台控制器108内的另一处理模块，并对其进行审查。换句话说，中央平台控制器108已经获得了初始ALC请求并获得了关于相关道路参与者的信息，并对产生特定车道变化(例如，如图5路径506所示)所必需的条件(例如，道路几何形状、表面条件和道路参与者，与车辆100当前轨迹相比)进行了初始评估。在302之后执行的操作描述了由系统102提供的技术增强，其开始于接收已经从初始ALC请求审查的ALC请求。响应于接收ALC请求，任务规划器模块202(例如，经由发送ALC平视模块206)向横向控制模块204发送包括所请求的ALC的ALC平视信号(在304)。
任务规划器模块202响应于ALC请求(例如，在ALC信任建立模块208中)，在306处执行预先编程的持续时间的信任建立操作。在306处的信任建立操作包括，在预编程的持续时间内，使用车辆100的导航系统数据，并比较其他可用数据。在306处的信任建立操作包括，例如，观察车道和道路几何形状；其中观察可以意味着在预编程的持续时间内接收和处理来自摄像机系统118和传感器的数据，以及来自地图系统110的地图数据，以识别是否有变化，以及如果有变化，是否超过容限阈值；并且基于观察的结果，确定(ALC的)预期车道是否仍然存在，或者是否已经结束。在各种实施例中，这些操作由车道和几何观察模块210执行。
在各种实施例中，在306处的信任建立操作可以包括，在预编程的持续时间内，观察一个或多个已经识别的道路参与者，以针对一个或多个道路参与者中的每个道路参与者，确定其是否一致地或不稳定地移动。在各种实施例中，这些操作可以由道路参与者观察模块212来执行。如前所述，观察可以意味着在预编程的持续时间内，从摄像机系统118和传感器接收和处理关于一个或多个道路参与者的数据，以及来自于从地图系统110的地图数据，并且将结果与移动阈值进行比较。基于观察和移动阈值，系统102可以确定道路参与者一致地移动或不稳定地移动。此外，在各种实施例中，在306，可以从外部源150无线接收关于一个或多个道路参与者的信息。此外，在各种实施例中，在306处，道路参与者观察模块212可以识别场景的新道路参与者，或者先前识别的道路参与者何时离开车辆附近。
在各种实施例中，在306，表面观察模块可以在预编程的持续时间内观察道路表面，以确定其是否已经以影响ALC的方式改变。在306，可以从摄像机系统118和传感器接收关于路面的数据。例如，如果道路的表面已经变得结冰，充满坑洼，或者由于道路施工已经有了一些表面变化，则系统102可以确定表面已经变化，但是变化不显著(即，没有超过相应道路表面变化的容限阈值)，或者表面已经以显著的方式变化(即，表面变化已经超过相应道路表面变化的容限阈值)，并且此时不应该执行ALC操作。
一旦信任建立操作完成，在持续时间过去时，任务规划器模块202可以在308确定ALC是否合理。例如，在预编程的持续时间到期时，系统102可以用预定条件处理在ALC信任建立操作中收集的所有数据，以确定ALC操作是否仍然有意义。在各种实施例中，专用触发条件评估模块216可以执行这些操作。在308使用的条件被理解为与上述审查中使用的条件相同(在302发送ALC请求之前执行)。系统102基于信任建立操作的结果确定ALC是合理的。在各种实施例中，系统102可以基于ALC触发条件的共存来确定ALC是合理的：车道仍然在那里(几何上)，并且所有被识别的道路参与者一致地行驶，使得ALC的开口存在。在各种实施例中，系统102可以基于ALC触发条件的共存来确定ALC是合理的：车道仍然在那里(几何上)，所有被识别的道路参与者一致地驾驶，使得ALC的开口存在，以及此外路面没有以显著的方式改变以避开ALC。
从308，如果触发条件不共存，则系统102确定ALC触发不合理，系统102可以在310撤回ALC平视。在一个实施例中，在308，系统102可以在确定预期车道不再可用或者道路参与者不一致地驾驶时，确定ALC不合理。在一个实施例中，在308，系统102可以在确定预期车道不再可用、道路参与者不一致地驾驶或者道路表面已经以显著方式改变时，确定ALC不合理。
如果在308确定ALC触发是正确的，则系统102可以移动到在312接收横向控制准备就绪信号。诸如识别ALC就绪模块218的模块可以执行从横向控制模块204接收横向控制就绪信号(简称为“信号”)并对其解码的操作。在各种实施例中，编码到从横向控制器模块发送的信号中的或者是“ALC就绪”或者是没有“ALC就绪”在各种实施例中，编码到从横向控制器模块发送的信号中的是“ALC就绪”或“等待”在各种实施例中，编码到从横向控制器模块发送的信号中的是“ALC就绪”或“等待X”，其中X是等待时间。
在314，如果横向控制模块204还没有发信号通知它准备好执行ALC(等待、等待X或ALC准备的缺失)，则系统102可以循环回到306并继续信任建立操作。
在314，如果横向控制模块204已经发信号通知它准备执行ALC，则系统102移动到316，以命令ALC执行。在操作中，在316，命令生成模块220为驱动系统106中的横向控制生成命令以执行ALC。在各种实施例中，在316，系统102还经由用户界面114生成用于警告驾驶员的命令，例如用于点亮仪表板上的图标的命令，以及用于音频系统的命令。
从横向控制模块204的角度来看，在402，通常由用于接收ALC平视信号224的子模块接收来自任务规划模块202的ALC平视信号。在404，响应于ALC平视信号，横向控制模块204可以计算就绪指数RALC。ALC平视信号包括请求的特定车道变换操作(例如，向左或向右)。在404，横向控制模块204还接收和处理车辆100的当前轨迹，并基于此生成车道居中控制(LCC)状态，该状态导致LCC路径(图6，620)。在各种实施例中，这些输入从中央平台控制器108或驱动系统106接收。作为车辆100的当前轨迹、车道居中控制(LCC)状态和所请求的ALC的函数来计算RALC。在当前轨迹和ALC路径之间计算误差eALC(图6，608和612)，并且从当前轨迹和LCC路径计算误差eLCC(图6，622)。在各种实施例中，这些过程步骤由就绪计算模块226执行。在各种实施例中，RALC由下面的等式1计算。
Figure BDA0003412012440000121
每个误差e被理解为扩展到下面的等式2，其中ep表示位置误差并且eφ表示航向误差。
Figure BDA0003412012440000131
在406，将RALC与预定义的就绪阈值(Rt)进行比较。预定义的就绪阈值通常是一个介于0和20之间的数字。在406，系统102通过比较RALC和Rt来确定是否发送ALC就绪信号。该比较可以由模块228执行，并且当RALC小于或等于Rt时，横向控制模块向任务规划模块202发送ALC就绪信号。
如果RALC大于Rt，从406开始，这表明系统102已经确定它必须在发动ALC之前稳定车辆(这里也称为执行ALC)，并且系统102移动到412执行稳定。在各种实施例中，在406之后和412之前，执行发送“等待”或“等待X”信号的可选方法步骤410。
在412，稳定模块230可以执行稳定操作。系统102计算减少RALC所需的转向校正δAP(图5，508)，这意味着它是在发射ALC之前阻尼横向控制器所需的转向校正。转向校正δAP由等式3确定。实际上，转向校正δAP可以被分解成一系列转向角变化(模块232)，然后转向角变化(模块234)可以以相应的时间间隔被应用，以减小误差e，并因此减小RALC。
δAP(Δe，cALC)＝(1-α(t，cALC))KAP(Δe) 等式3
实现δAP将花费倒计时时间量cALC，，在此期间车辆100将行驶一段距离(图5，510)，该距离可以是车辆停留时间、当前轨迹和速度的函数。
根据设计，δAP会将误差Δe从当前值更改为等于或低于ALC就绪RALC的目标值。没有该系统102，在驱动系统106中执行的横向控制包括应用转向前馈(FF)命令和转向反馈(FB)命令。利用该系统102，横向控制包括应用转向前馈(FF)命令、转向反馈(FB)命令和转向校正，δAP，这是为了稳定的ALC启动而阻尼横向控制器所需要的，如等式4所示。
δ＝δFB+δFF+δAP(Δe，cALC) 等式4
根据等式3，其中KAP是ALC-准备的乘数，KAP＝f(cALC)，可以导出Ω的线性公式，如下式5所示，其中Ω是轨迹跟踪航向误差(eψ)的函数。
Figure BDA0003412012440000141
等式3和5中使用的α在下面的等式6中定义。
Figure BDA0003412012440000142
在完成稳定后，方法300可以再次循环到404以重新生成就绪指数，并循环到406以对照就绪阈值检查就绪指数，从而在408确定是否发送ALC就绪信号。
从408开始，响应于接收到ALC执行命令，并且从ALC准备就绪的位置开始(图5，528)，横向控制模块204可以使ALC发生(图5，512)。
提供图5-6是为了帮助理解这里使用的术语。虽然图5-6不是按比例绘制的，但是相对关系是要依赖的。在图5中，车辆100显示在车道502中，车道居中控制(LCC)状态引导车辆100沿着路径504行驶。在没有所提供的系统102的情况下，当车辆100响应ALC请求并改变车道时，所得路径由路径506指示；对于路径506的一部分507，车辆可能在ALC的相反方向行驶。在系统102就位的情况下，车辆100在位置526接收ALC请求，并且当车辆行进距离510时(在cALC期间)执行稳定化以实现如上述的ALC就绪状态。从ALC就绪位置528，车辆沿着路径512执行ALC。
在图5的右侧，来自左侧的路径被映射到图表上，以示出误差率
Figure BDA0003412012440000143
在Y轴上的变化，并且误差522(e)被绘制在X轴上。可以看出，通过应用转向校正δAP508，横向控制器模块抑制车辆100的响应，同时车辆移动到位置528以沿着路径512进行稳定的ALC启动。与可用系统提供的路径506相比，路径512以更短的时间和距离移动车辆100通过过渡区域530。描绘了车道居中控制532的吸引区域。在实践中，转向校正δAP508可以在一系列增量调整中应用，以相应的时间增量进行。总之，图5示出了由系统102提供的对ALC操作的技术增强，这是横向控制误差的最小化，并且转化为客观上改善了乘客的乘坐体验。
图6提供了图5的附加细节。在图6中，车辆100在具有车道中心线618的车道601中行驶。车辆100具有车辆路径轨迹604。正常车道居中控制状态持续努力将车辆路径轨迹604恢复到中心线618，从而产生LCC路径620。如上所述，LCC路径620偏离车辆路径轨迹604一个误差eLCC。沿路径606执行ALC至车道603的RALC由偏差608示出。虽然图6不是按比例绘制的，但是相对关系意味着是依赖的，并且可以看出，执行ALC到车道603涉及在点602处的轨迹改变；在这种情况下，系统102计算RALC，确定它大于Rt，并因此确定ALC没有准备好(发送“等待”、“等待X”或者只是没有发送“ALC准备好”)。从图6还可以看出，对于车辆100，执行从车道601到车道605的ALC不涉及点602处的轨迹改变；在这种情况下，系统102可以计算102RALC，确定它小于或等于Rt，并因此确定ALC准备好了。
因此，所提供的系统102和方法300为可用的车道变换系统和方法的技术问题提供了技术解决方案。所提供的实施例通过最小化横向控制误差来平滑ALC操作，这转化为持续的驾驶员警告(消除闪烁)和客观上经过改善的乘客乘坐体验。
虽然在前面的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变化。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的便利路线图。在不脱离所附权利要求及其法律等同物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种用于在车辆上实现的自动车道变换(ALC)操作的系统，该系统包括：
任务规划器模块，其被配置为：
接收ALC请求；
响应于ALC请求，发送包括所请求的ALC的ALC平视信号；
响应于ALC请求，在预编程的持续时间内执行信任建立操作；和
信任建立操作完成后，根据信任建立操作的结果确定ALC是否合理；和
横向控制模块，其可操作地耦合到任务规划器模块，并被配置成：
接收包括所请求的ALC的ALC平视信号；
响应ALC平视信号，计算就绪指数RALC，RALC是ALC请求、当前轨迹和车道居中控制状态的函数；
将RALC与预定义的就绪阈值Rt进行比较；和
当RALC小于或等于Rt时，发送ALC就绪信号；和
当RALC大于Rt时，执行稳定操作；
任务规划器模块还被配置成接收ALC就绪信号，以及
响应于接收ALC就绪信号，当ALC被证明合理时，生成执行ALC的命令。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述任务规划器模块还被配置为：当所述ALC被证明合理时，响应于接收所述ALC就绪信号，生成命令以警告ALC的驾驶员。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述任务规划器模块还被配置成：
从摄像机系统和传感器接收关于附近道路参与者的数据；
从地图系统接收地图数据；
接收车辆的导航系统数据；和
在确定预定车道仍然可用且所有已识别的道路参与者都在一致驾驶的基础上，确定ALC是合理的。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述任务规划器模块还被配置成：
从摄像机系统和传感器接收关于附近道路参与者的数据；
从摄像机系统和传感器接收关于路面的数据；
从地图系统接收地图数据；
接收车辆的导航系统数据；和
在确定预期车道仍然可用、所有已识别的道路参与者都在一致驾驶且路面没有发生重大变化的基础上，确定ALC是合理的。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述任务规划器模块还被配置成：
在确定预期车道不再可用或道路参与者驾驶不一致时，确定ALC不合理；和
撤回ALC平视信号。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述任务规划器模块还被配置成：
在确定预期车道不再可用、道路参与者驾驶不一致或路面发生重大变化时，确定ALC不合理；和
撤回ALC平视信号。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述横向控制模块还被配置成：
计算在启动ALC之前减小RALC所需的转向校正δAP，该转向校正是当前轨迹和车辆速度的函数；和
其中执行稳定操作包括计算转向校正并应用转向校正δAP，以在ALC启动之前稳定车辆。
8.一种用于在车辆上实现自动车道变换(ALC)操作的方法，该方法包括：
在包括用编程指令编程的处理器的任务规划器模块处，执行以下操作：
接收ALC请求；
响应于ALC请求，发送包括所请求的ALC的ALC平视信号；
响应于ALC请求，在预编程的持续时间内执行信任建立操作；和
根据信任建立操作的结果确定ALC是否合理；
在可操作地耦合到任务规划器模块的横向控制模块处，执行以下操作：
接收包括所请求的ALC的ALC平视信号；
响应ALC平视信号计算就绪指数RALC，RALC是ALC请求、当前轨迹和车道居中控制的函数；
将RALC与预定义的就绪阈值Rt进行比较；和
当RALC小于或等于Rt时，发送ALC就绪信号；和
当RALC大于Rt时，执行稳定操作；
还包括在任务规划器模块处接收ALC就绪信号，以及
响应于接收到ALC就绪信号，在ALC被证明合理时生成执行ALC的命令。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括，在任务规划器模块处：
从摄像机系统和传感器接收关于附近道路参与者的数据；
从地图系统接收地图数据；
接收车辆的导航系统数据；和
在确定预期车道仍然可用并且所有识别的道路参与者都在一致驾驶的基础上，确定ALC是合理的。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括，在任务规划器模块处：
在确定预期车道不再可用或者道路参与者不一致地驾驶时，确定ALC是不合理的；和
撤回ALC平视信号。
CN202111536869.4A 2021-03-29 2021-12-15 平滑自动车道变换(alc)操作的系统和方法 Pending CN115123228A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/215,524 US11738806B2 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Systems and methods for smoothing automated lane changing (ALC) operations
US17/215,524 2021-03-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115123228A true CN115123228A (zh) 2022-09-30

Family

ID=83192786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111536869.4A Pending CN115123228A (zh) 2021-03-29 2021-12-15 平滑自动车道变换(alc)操作的系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11738806B2 (zh)
CN (1) CN115123228A (zh)
DE (1) DE102021129882A1 (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6503585B2 (ja) * 2017-09-01 2019-04-24 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、及びプログラム
JP7135931B2 (ja) * 2019-02-22 2022-09-13 スズキ株式会社 車両の走行制御装置
JP7316542B2 (ja) * 2019-05-21 2023-07-28 スズキ株式会社 車両の走行制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021129882A1 (de) 2022-09-29
US20220306199A1 (en) 2022-09-29
US11738806B2 (en) 2023-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11059462B2 (en) Method and device for controlling a movement of a vehicle, and vehicle movement control system
US9796421B1 (en) Autonomous vehicle lateral control for path tracking and stability
JP6683178B2 (ja) 自動運転システム
CN105539434B (zh) 用于躲避转向操作的路径规划方法
CN105539586B (zh) 用于自主驾驶的车辆躲避移动障碍物的统一的运动规划
CN103813950B (zh) 用于改善行驶稳定性的方法
US20160313733A1 (en) Method for the automatic operation of a vehicle
US10843711B2 (en) Method and device for generating target path for autonomous vehicle
CN112660153B (zh) 车辆控制系统
CN108399214B (zh) 确定目标车辆的摩擦数据
JP2020128167A (ja) 車両制御装置
US20210389760A1 (en) Exploitation of automotive automated driving systems to cause motor vehicles to perform follow-me low-speed manoeuvres controllable from the outside of the motor vehicles by user terminals
JP2019127081A (ja) 車両の自動運転制御装置及び自動運転制御方法
CN112455441A (zh) 由自主车辆执行车道改变的方法和系统
WO2023287914A1 (en) System and methods of integrating vehicle kinematics and dynamics for lateral control feature at autonomous driving
CN113071492A (zh) 建立车道变换操纵的系统方法
US10282998B2 (en) Vehicle system and vehicle controller for controlling vehicle
US20240101154A1 (en) Method for planning an at least partly automated driving process by means of a driver assistance system
CN115675466A (zh) 车道变换协商方法和系统
CN111572561B (zh) 自动驾驶汽车的车速控制方法、装置、设备及存储介质
US20150158487A1 (en) Method for chassis control and chassis control system
US20200387161A1 (en) Systems and methods for training an autonomous vehicle
US11987252B2 (en) Systems and methods for determining whether a vehicle is in an understeer or oversteer situation
CN115123228A (zh) 平滑自动车道变换(alc)操作的系统和方法
JP7298981B2 (ja) 自動車の運転挙動を適応させるための方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination